Mobilfunk-Basisstationen (GSM) - Messempfehlung - Vollzug Umwelt Nichtionisierende Strahlung
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Vollzug Umwelt
Nichtionisierende Strahlung
Mobilfunk-
Basisstationen (GSM)
Messempfehlung
Bundesamt für
Umwelt, Wald und
Landschaft
BUWAL
Vollzug Umwelt Nichtionisierende Strahlung Mobilfunk- Basisstationen (GSM) Messempfehlung Herausgegeben vom Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL und vom Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung METAS Bern, 2002
Rechtlicher Stellenwert dieser Publikation Diese Publikation ist eine Vollzugshilfe des BUWAL als Aufsichtsbehörde und richtet sich primär an die Vollzugsbehörden. Sie konkretisiert unbestimmte Rechtsbegriffe von Gesetzen und Verordnungen und soll eine einheitliche Vollzugspraxis ermöglichen. Das BUWAL veröffentlicht solche Vollzugshilfen (oft auch als Richtlinien, Wegleitungen, Empfehlungen, Handbücher, Praxishilfen u.ä. bezeichnet) in seiner Reihe „Vollzug Umwelt“. Die Vollzugshilfen gewährleisten einerseits ein grosses Mass an Rechtsgleichheit und Rechtssicherheit; ande- rerseits ermöglichen sie im Einzelfall flexible und an- gepasste Lösungen. Berücksichtigen die Vollzugsbe- hörden diese Vollzugshilfen, so können sie davon aus- gehen, dass sie das Bundesrecht rechtskonform voll- ziehen. Andere Lösungen sind nicht ausgeschlossen, gemäss Gerichtspraxis muss jedoch nachgewiesen werden, dass sie rechtskonform sind. Herausgeber Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung METAS Redaktion Sektion Nichtionisierende Strahlung, BUWAL Sektion Hochfrequenz, EMV und Verkehr, METAS Sprachen Diese Publikation liegt auch in französischer Sprache vor. Internet Die vorliegende Publikation kann als pdf-Datei aus dem Internet heruntergeladen werden: http://www.elektrosmog-schweiz.ch/vollzug/mobilfunk http://www.buwalshop.ch Fotos Titelblatt © Emanuel Ammon /AURA und BUWAL Bezug Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft Dokumentation CH-3003 Bern Fax + 41 (0) 31 324 02 16 E-Mail: docu@buwal.admin.ch Internet: www.buwalshop.ch Bestellnummer VU-5800-D © BUWAL 2002 11.2002 2000 71039/142
Inhaltsverzeichnis
Abstracts 5
Vorwort 7
1 Zweck und Geltungsbereich 9
2 GSM-Technik 11
2.1 Das GSM-Mobilfunksystem 11
2.2 Die Funkschnittstelle 11
2.3 Steuerkanal und Gesprächskanäle 12
2.4 Zusätzliche Spezialfunktionen auf der Funkschnittstelle 12
2.4.1 Leistungsregelung (Power Control) 12
2.4.2 Frequenzhüpfen (Slow Frequency Hopping) 12
2.4.3 Sprachaustastung (Discontinous Transmission) 13
3 Anforderungen der NISV 15
4 Grundsätzliches zur Messung 17
4.1 Betrieb der Anlage während der Messung 17
4.2 Messwert und Beurteilungswert 17
4.2.1 Messwert 17
4.2.2 Beurteilungswert 17
4.3 Anforderungen an Messfirmen und Messpersonen 18
4.4 Angaben des Auftraggebers und der Netzbetreiber 18
4.5 Ort der Messung 18
4.6 Zeitpunkt und Dauer der Messung 19
4.7 Breitbandige und frequenzselektive Messung 19
4.8 Messunsicherheit und Kalibration 20
4.8.1 Allgemeines zur Messunsicherheit 20
4.8.2 Unsicherheit der Messeinrichtung 20
4.8.3 Unsicherheit der Probenahme 22
4.8.4 Anforderung an die Messunsicherheit 22
4.8.5 Kalibration 22
4.9 Messbericht 23
5 Breitbandige Messung 25
5.1 Messmethode 25
5.2 Messeinrichtung 25
5.3 Berechnung des Beurteilungswertes 26
36 Frequenzselektive Messung 27
6.1 Messmethode 27
6.2 Messeinrichtung 28
6.2.1 Antennen 28
6.2.2 Spektrumanalysator / Messempfänger 28
6.2.3 Kabel 29
6.3 Berechnung des Beurteilungswertes 29
7 Spezialfälle 31
Anhang 1 Beispiele zur Berechnung der Messunsicherheit 33
Beispiel 1.1: Breitbandsonde mit individueller Kalibration 35
Beispiel 1.2: Frequenzselektive Messeinrichtung mit separater Kalibration
von Antenne und Kabel 38
Anhang 2 Beispiele zur Berechnung des Beurteilungswertes 43
Beispiel 2.1 44
Beschreibung der Anlage 1 44
Breitbandmessung bei der Anlage 1 45
Frequenzselektive Messung bei der Anlage 1 45
Beispiel 2.2 46
Beschreibung der Anlage 2 46
Breitbandmessung bei der Anlage 2 47
Frequenzselektive Messung bei der Anlage 2 48
Anhang 3 Verzeichnis der Abkürzungen 49
4Abstracts
This publication provides instructions for en- Diese Publikation ist eine Anleitung für Voll-
forcement authorities and measuring labora- zugsbehörden und Messlabors, wie die Strah-
tories, on how radiation from mobile telecom- lung von Mobilfunk-Basisstationen der GSM-
munication base stations of the GSM network Netze zu messen und zu beurteilen ist. Sie
has to be measured and assessed. It also bildet gleichzeitig die Grundlage für die Akk-
provides the basis for the accreditation of reditierung von Messlabors für solche Mes-
measuring laboratories for such measure- sungen. Im Vordergrund stehen Messungen
ments. Indoor measurements are the main in Innenräumen. Nach einem kurzen Über-
priority. After a short overview of GSM tech- blick über die GSM-Technik werden die
nology, the relevant regulations in the Ordi- massgebenden Bestimmungen der Verord-
nance relating to Protection from Non-Ionising nung über den Schutz vor nichtionisierender
Radiation (ONIR) are explained and further Strahlung (NISV) erläutert und präzisiert. Es
specified. Then, detailed recommendations folgen detaillierte Empfehlungen zum Mess-
are given on the measurement procedures, verfahren, zur Messeinrichtung, zur Behand-
the measurement equipment, the treatment of lung der Messunsicherheit und zur verord-
the measurement uncertainty and the assess- nungskonformen Beurteilung eines Messer-
ment of results in accordance with the Ordi- gebnisses. Ein Anhang illustriert die Bestim-
nance. An appendix illustrates the determina- mung der Messunsicherheit, ein weiterer An-
tion of the measurement uncertainty, another hang die Hochrechnung eines Messresultats
appendix illustrates projections of the meas- auf die maximale Kapazität der Sendeanlage.
ured values to the maximum capacity of the
transmission installation.
Keywords: non-ionising radiation; ONIR; in- Schlüsselwörter: nichtionisierende Strahlung;
stallation limit values; base station; measu- NISV; Anlagegrenzwert; Basisstation; Mes-
rement; GSM; accreditation sung; GSM; Akkreditierung
La présente publication, destinée aux autori- La presente pubblicazione vuole essere un'in-
tés d’exécution et aux laboratoires de mesu- troduzione rivolta alle autorità esecutive e ai
res, contient des instructions sur la manière laboratori di misurazione che indichi come
de mesurer et d’évaluer le rayonnement émis rilevare e valutare le radiazioni emesse dalle
par les stations de base de téléphonie mobile stazioni base di telefonia mobile delle reti
des réseaux GSM. Elle sert en même temps GSM. Al contempo, costituisce la base per
de base à l’accréditation des laboratoires l’accreditamento dei laboratori di misurazione
effectuant de telles mesures. L’accent porte per simili rilevamenti. In primo piano vi sono
sur les mesures effectuées à l’intérieur des le misurazioni in ambienti chiusi. Dopo un
bâtiments. Après un bref aperçu de la techni- breve sguardo sulla tecnica GSM vengono
que GSM, les dispositions déterminantes de illustrate e precisate le principali prescrizioni
l’ordonnance sur la protection contre le dell’ordinanza sulla protezione dalle radiazio-
rayonnement non ionisant (ORNI) sont expli- ni non ionizzanti (ORNI). Seguono raccoman-
quées et précisées. Suivent des recomman- dazioni dettagliate sul procedimento e sugli
dations détaillées concernant la méthode et apparecchi di misurazione, su come gestire il
les appareils de mesure, le traitement de margine di errore di misurazione e su come
l’incertitude de mesure et une évaluation des effettuare una valutazione dei risultati delle
résultats conforme à l’ordonnance. Une des misurazioni conforme all’ordinanza. Un primo
annexes concerne la détermination de allegato illustra come determinare il margine
l’incertitude de mesure, une autre di errore delle misurazioni, un secondo l’es-
l’extrapolation d’un résultat de mesure à la trapolazione di un risultato di misurazione sul-
capacité maximale de l’installation émettrice. la capacità massima dell'impianto di trasmis-
sione.
Mots-clés: rayonnement non ionisant; ORNI; Parole chiave: radiazioni non ionizzanti;
valeur limite de l’installation; station de base; ORNI; valore limite dell’impianto; stazione
mesure; GSM; accréditation base; misurazione; GSM; accreditamento
5Vorwort
In den letzten Jahren hat sich die Mobiltelefonie in der Schweiz rasant verbreitet. Über
zwei Drittel der Schweizer Bevölkerung nutzen derzeit die Vorteile des Mobiltelefons.
Damit mobiles Telefonieren möglich ist, braucht es übers ganze Land verteilt Sende-
antennen, welche via Funkwellen die Verbindung zu den Mobiltelefonen herstellen.
Diese Antennen geben naturgemäss Hochfrequenzstrahlung an die Umwelt ab. In der
Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV), welche am
1. Februar 2000 in Kraft getreten ist, hat der Bundesrat für diese Strahlung Grenzwerte
festgelegt. Die zuständigen Behörden der Kantone und Gemeinden müssen überprü-
fen, ob die Mobilfunkanlagen diese Grenzwerte einhalten. Sie tun dies im Planungs-
stadium anhand einer rechnerischen Prognose und nach Inbetriebnahme der Anlagen
anhand von Messungen der Strahlung.
Die vorliegende Empfehlung behandelt den zweiten Punkt, die Messung. Es hat sich
gezeigt, dass dabei ein Ermessensspielraum besteht. Je nachdem, mit welcher Me-
thode gemessen und wie die Messunsicherheit berücksichtigt wird, erhält man bei
gleicher Situation deutlich unterschiedliche Beurteilungswerte. Dieser Spielraum ist in
intensiven Gesprächen mit den betroffenen Kreisen und durch Entscheid des Vorste-
hers des UVEK so weit eingegrenzt worden, dass nun eine eindeutige Vorgehenswei-
se empfohlen werden kann.
Die vorliegende Messempfehlung gibt detaillierte Anleitung, wie die Strahlung von Mo-
bilfunkantennen der GSM-Netze zu messen und zu beurteilen ist. Sie wurde federfüh-
rend durch das BUWAL unter intensiver Mitarbeit des Bundesamtes für Metrologie und
Akkreditierung (METAS) erarbeitet. Sie soll dazu beitragen, den Vollzug der NISV im
Bereich Mobilfunk zu vereinheitlichen und bildet gleichzeitig die materielle Grundlage
für die Akkreditierung von Messfirmen. Die beiden Bundesämter hoffen, damit einen
Beitrag für einen sicheren Vollzug der NISV und damit für den Schutz der Bevölkerung
leisten zu können.
Ulrich Feller Bruno Oberle
Vizedirektor METAS Vizedirektor BUWAL
71 Zweck und Geltungsbereich
Die Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) verlangt,
dass die Strahlung von Mobilfunksendeanlagen an Orten mit empfindlicher Nutzung
(OMEN) den Anlagegrenzwert einhalten muss. Eine Mobilfunkanlage im Sinne der
NISV umfasst Sendeantennen der Funkdienste GSM, UMTS, Tetrapol, TETRA und
WLL. Bevor eine Sendeanlage neu errichtet wird, gibt der Netzbetreiber der zuständi-
gen Behörde auf einem Standortdatenblatt die technischen Daten der Anlage bekannt,
macht Angaben über die nähere Umgebung der Anlage und deren Nutzung und be-
rechnet die zu erwartende NIS-Belastung. Die gleichen Angaben liefert er, bevor bei
einer bestehenden Sendeanlage die Sendeleistung über den bewilligten Wert hinaus
erhöht wird oder die Senderichtungen über den bewilligten Bereich hinaus geändert
werden.
Zuständige Behörde ist in den meisten Fällen die Baubehörde der Gemeinde oder des
Kantons. Für Sendeanlagen auf Masten von Hochspannungsleitungen ist das Eidg.
Starkstrominspektorat, für Mobilfunkanlagen der Bahn (GSM-Rail) das Bundesamt für
Verkehr die zuständige Behörde.
Es ist die Aufgabe der zuständigen Behörde zu kontrollieren, ob die Angaben und Be-
rechnungen des Betreibers zutreffen und ob der Anlagegrenzwert eingehalten ist. Arti-
kel 12 der NISV präzisiert diese Aufgabe wie folgt:
Art. 12 Kontrolle
1
Die Behörde überwacht die Einhaltung der Emissionsbegrenzungen.
2
Zur Kontrolle der Einhaltung des Anlagegrenzwertes nach Anhang 1 führt sie Messungen oder Be-
rechnungen durch, lässt solche durchführen oder stützt sich auf die Ermittlungen Dritter. Das Bundes-
amt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) empfiehlt geeignete Mess- und Berechnungsmetho-
den.
3
...
Erfahrungsgemäss kann eine rechnerische Prognose die reale Strahlungsbelastung
nicht in allen Feinheiten wiedergeben. Eine abschliessende Aussage über die Intensi-
tät der Strahlung kann daher nur eine Messung liefern. Mit der vorliegenden Empfeh-
lung kommt das BUWAL seinem Auftrag nach, geeignete Messmethoden zu empfeh-
len.
Die vorliegende Empfehlung gilt für Abnahmemessungen. Abnahmemessungen wer-
den auf Verlangen der zuständigen Behörde durchgeführt, in der Regel immer dann,
wenn gemäss der rechnerischen Prognose die NIS-Belastung den Anlagegrenzwert zu
mindestens 80 % erreicht. Eine Abnahmemessung dient dazu, verbindlich festzustel-
len, ob der Anlagegrenzwert im massgebenden Betriebszustand der Anlage eingehal-
ten wird.1 Das Ergebnis einer Abnahmemessung bildet ausserdem die Grundlage, um
eine Erhöhung der Sendeleistung zu beantragen.
Die vorliegende Empfehlung behandelt die Messung der Strahlung von GSM-
Antennen. Sendeanlagen, welche ausschliesslich GSM-Antennen beinhalten, können
mit der vorliegenden Messempfehlung vollständig gemessen und beurteilt werden.
Mobilfunksendeanlagen, bei denen neben GSM- noch UMTS-, Tetrapol-, TETRA- oder
WLL-Antennen vorhanden sind, können mit der vorliegenden Empfehlung allein nicht
1
Ergänzend zur Abnahmemessung können später Kontrollmessungen durchgeführt werden. Kontroll-
messungen haben einen anderen Zweck und liefern eine andere Aussage als die Abnahmemessung.
Mit der Abnahmemessung wird festgestellt, ob der Anlagegrenzwert im ungünstigsten Fall, der gemäss
Bewilligung eintreten kann, eingehalten ist. Mit der Kontrollmessung wird die NIS-Belastung im realen
Betrieb der Anlage festgestellt.
9abschliessend beurteilt werden. Bei solchen Anlagen muss auch die Strahlung der
letztgenannten Antennen gemessen und in die Beurteilung einbezogen werden.2
NIS-Messungen im Hochfrequenzbereich sind anspruchsvoll und bedingen ein gros-
ses Fachwissen. Die vorliegende Empfehlung richtet sich daher in erster Linie an
Fachleute, die mit Hochfrequenzmessungen vertraut sind. Sie dient gleichzeitig auch
als Grundlage für die Akkreditierung von Messlabors in diesem Bereich.
2
Für die Messung und Beurteilung der Strahlung dieser genannten Funkdienste, allein oder in Kombina-
tion mit GSM-Strahlung, sind spezifische Empfehlungen in Vorbereitung. Die Messmethoden sind
grundsätzlich gleich wie für GSM-Strahlung, wobei jedoch die technischen Besonderheiten der jeweili-
gen Funkdienste zu berücksichtigen und auszunützen sind. Tetrapol-Strahlung kann weitgehend mit
gleichen Methoden und gleicher Instrumentierung gemessen werden wie GSM-Strahlung.
102 GSM-Technik
2.1 Das GSM-Mobilfunksystem
GSM (Global System for Mobile Communication) ist die Bezeichnung für die Mobil-
funktechnik der 2. Generation, wie sie heute in der Schweiz in Betrieb ist. GSM ist ein
zellulares Mobilfunksystem. Das Versorgungsgebiet eines Netzbetreibers ist in Funk-
zellen eingeteilt, die jeweils von einer Basisstation aus versorgt werden. Einer Funkzel-
le sind eine oder mehrere Sendefrequenzen (Kanäle) zugeordnet, welche erst in einer
entfernten Zelle wieder gebraucht werden dürfen, damit keine gegenseitigen Störun-
gen auftreten.
Für ein Gespräch baut das Mobiltelefon eine Funkverbindung zur nächstgelegenen
Basisstation auf. Von der Basisstation geht das Gespräch dann über Leitungen oder
über Richtfunkverbindungen zur Mobilfunkvermittlungszentrale.
An einem Antennenmast oder auf einem Hausdach können die Antennen eines oder
mehrerer Mobilfunk-Netzbetreiber montiert sein. Ein Antennenstandort eines Netz-
betreibers bedient eine oder mehrere Funkzellen (normalerweise nicht mehr als 3 Zel-
len im gleichen Frequenzband).
Die Einteilung der Funkzellen und die Zuteilung der Frequenzen zu den Funkzellen
eines Netzbetreibers wird regelmässig (nach einigen Monaten) wieder neu optimiert,
so dass mit den gegebenen Antennenstandorten und Frequenzen ein möglichst gros-
ses Gebiet abgedeckt werden kann und die Zellen das erwartete Gesprächsaufkom-
men möglichst optimal verarbeiten können.
2.2 Die Funkschnittstelle
Die Verbindung auf der Funkschnittstelle zwischen dem Mobiltelefon und der Basis-
station funktioniert nach einem kombinierten Frequenzmultiplex- und Zeitmultiplex-
Verfahren.
In der Schweiz sind für GSM zurzeit folgende Frequenzen zugewiesen oder vorgese-
hen (vgl. Figur 1):
GSM 900: Sendefrequenz der Mobilgeräte: 876 MHz – 915 MHz (Uplink)
Sendefrequenz der Basisstationen: 921 MHz – 960 MHz (Downlink)
GSM 1800: Sendefrequenz der Mobilgeräte: 1710 MHz – 1785 MHz (Uplink)
Sendefrequenz der Basisstationen: 1805 MHz – 1880 MHz (Downlink)
Die vorliegende Messempfehlung befasst sich nur mit der Strahlung der GSM-Basis-
stationen. Massgebend sind demnach die Downlink-Frequenzen.
CT1+
GSM900 CT1+
GSM1800
25 MHz 25 MHz
Uplink Downlink Uplink Downlink
39 MHz 39 MHz 75 MHz 75 MHz
876 915 921 960 MHz 1710 1785 1805 1880 MHz
noch nicht benutzt,
Zusätzliche Frequenzen für
zukünftige Verwendung in
R-GSM (Bahnen, 4MHz)
Abklärung
erst ab 2006 für GSM verfügbar
(885-887/930-932MHz)
Figur 1: Für GSM reservierte Frequenzbänder in der Schweiz.
112.3 Steuerkanal und Gesprächskanäle Eine Basisstation sendet in der Regel auf mehreren, fest zugeordneten Frequenzen. Jede Frequenz bildet einen (physikalischen) Kanal. Jeder Kanal organisiert die zu übertragende Information in acht Zeitschlitzen mit einem Zeitbereich-Mehrfachzugriff (TDMA, time domain multiple access). Die Zeitschlitze von 0.58 ms Länge werden alle 4.615 ms (217 Hz) wiederholt. Über jeden dieser Zeitschlitze können unabhängig von- einander Informationen übertragen werden. Auf einer Sendefrequenz, d.h. auf einem Kanal, sind somit gleichzeitig maximal acht Gespräche (oder andere Informationsüber- tragungen) möglich. Für jede Funkzelle der Basisstation gibt es mindestens einen Kanal, welcher immer mit konstanter Leistung ausgesendet wird. Es handelt sich um den sog. BCCH (Steuer- kanal, broadcast control channel). Dieser dient unter anderem dazu, dem Mobiltelefon anzuzeigen, welche Basisstationen in der Nähe aktiv sind. Der BCCH wird für den Verbindungsaufbau gebraucht. Das Mobiltelefon kann aus dem Empfangspegel der verschiedenen BCCH-Frequenzen beurteilen, welche Funkzelle für den aktuellen Standort am günstigsten ist. Die Steuersignale belegen allerdings nicht alle acht Zeit- schlitze, so dass auf der BCCH-Frequenz auch Gespräche übertragen werden kön- nen. Sind nicht alle Zeitschlitze des BCCH mit Steuersignalen oder Gesprächen be- legt, so werden die noch freien Zeitschlitze durch Leerinformationen aufgefüllt. Auf der Frequenz des Steuerkanals wird somit immer mit konstanter Leistung gesendet. Diese Tatsache wird beim frequenzselektiven Messverfahren (siehe Kapitel 6) ausgenützt. Zum BCCH kommen im Normalfall eine bis mehrere weitere Frequenzen hinzu, über die vorwiegend Gespräche übertragen werden. Auf einem solchen sog. TCH (Ge- sprächskanal, traffic channel) wird – im Gegensatz zum BCCH – nur dann Leistung abgestrahlt, wenn Gespräche zu übertragen sind. Die Sendeleistung der TCH ist daher nicht konstant, sondern schwankt kurzfristig parallel zur Auslastung des Netzes. Dazu kommt, dass die Sendeleistung für jeden Zeitschlitz dynamisch reguliert werden kann (s. Abschnitt 2.4.1). 2.4 Zusätzliche Spezialfunktionen auf der Funkschnittstelle Moderne Netzkonfigurationen benützen weitere Spezialfunktionen, um die Qualität des Netzes zu verbessern. 2.4.1 Leistungsregelung (Power Control) Mit der Leistungsregelung wird die Sendeleistung individuell für jede Verbindung so weit reduziert, wie dies ohne Verschlechterung der Verbindungsqualität möglich ist. Dadurch wird die Batterie des Mobiltelefons weniger belastet, und im ganzen Netz wird die Interferenz zwischen den Funkzellen reduziert. Diese Funktion ist bei den Mobilte- lefonen standardmässig und bei der Basisstation in der Regel implementiert. Dabei wird die Sendeleistung der Basisstation für jeden Zeitschlitz separat geregelt. Die ge- samte Sendeleistung einer Basisstation wird damit nicht nur abhängig von der Anzahl aktueller Gespräche, sondern auch vom aktuellen Standort der beteiligten Mobiltelefo- ne. Eine Ausnahme macht bei GSM-Basisstationen der BCCH, welcher immer mit konstanter Leistung betrieben wird. 2.4.2 Frequenzhüpfen (Slow Frequency Hopping) Bei jedem neuen GSM-Zeitschlitz hüpfen Sender und Empfänger auf einen anderen der zur Verfügung stehenden Kanäle (Frequenzen). Dadurch wird die Störempfindlich- 12
keit der Verbindung bei Mehrwegausbreitung reduziert. Die Anzahl der dabei benütz-
ten Frequenzen kann höher sein als bei einem System ohne Frequenzhüpfen mit glei-
cher Sendeleistung. Für die Hochrechnung auf Vollbetrieb ist bei Systemen mit Fre-
quenzhüpfen jedoch nicht die Anzahl effektiv benützter Kanäle massgebend, sondern
die Anzahl Kanäle, welche gleichzeitig aktiv sein können.
2.4.3 Sprachaustastung (Discontinous Transmission)
Falls diese Funktion eingeschaltet ist, stellt das System laufend fest, ob ein Sprachsig-
nal vorhanden ist. In den Sprechpausen wird die Datenübertragungsrate reduziert und
so Batteriekapazität gespart. Anstelle des Gesprächssignals wird ein synthetisches
Rauschen aufgeschaltet (Comfort noise), damit der Gesprächspartner nicht den Ein-
druck bekommt, das Gespräch sei abgebrochen. Diese Funktion ist in beiden Übertra-
gungsrichtungen (Uplink und Downlink) möglich.
133 Anforderungen der NISV
Die für Mobilfunk-Basisstationen relevanten Bestimmungen finden sich in Anhang 1
Ziffer 6 der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV):
Anhang 1 NISV
.......
6 Sendeanlagen für Mobilfunk und drahtlose Teilnehmeranschlüsse
61 Geltungsbereich
1
Die Bestimmungen dieser Ziffer gelten für Sendeanlagen von zellularen Mobilfunknetzen und von
Sendeanlagen für drahtlose Teilnehmeranschlüsse mit einer gesamten äquivalenten Strahlungsleistung
(ERP) von mindestens 6 W.
2
Sie gelten nicht für Richtfunkanlagen.
62 Begriffe
1
Als Anlage gelten alle Sendeantennen für die Funkdienste nach Ziffer 61, die auf demselben Mast
angebracht sind oder die in einem engen räumlichen Zusammenhang, namentlich auf dem Dach des
gleichen Gebäudes, stehen.
2
Als Änderung gilt die Erhöhung der maximalen äquivalenten Strahlungsleistung (ERP) oder die Än-
derung von Senderichtungen.
63 Massgebender Betriebszustand
Als massgebender Betriebszustand gilt der maximale Gesprächs- und Datenverkehr bei maximaler
Sendeleistung.
64 Anlagegrenzwert
Der Anlagegrenzwert für den Effektivwert der elektrischen Feldstärke beträgt:
a. für Anlagen, die ausschliesslich im Frequenzbereich um 900 MHz senden: 4.0 V/m;
b. für Anlagen, die ausschliesslich im Frequenzbereich um 1800 MHz oder in einem höheren Fre-
quenzbereich senden: 6.0 V/m;
c. für Anlagen, die sowohl in Frequenzbereichen nach Buchstabe a als auch nach Buchstabe b
senden: 5.0 V/m.
65 Neue und alte Anlagen
Neue und alte Anlagen müssen im massgebenden Betriebszustand an Orten mit empfindlicher Nut-
zung den Anlagegrenzwert einhalten.
Nach Anhang 1 Ziffer 61 NISV gehören nur diejenigen Sendeantennen zur Anlage,
welche für zellulare Mobilfunknetze (zur Zeit die Netze GSM900, GSM1800, GSM-Rail,
UMTS, Tetrapol und TETRA) sowie für WLL eingesetzt werden. Antennen für alle üb-
rigen Funkdienste (z.B. Rundfunk, Telepage, Betriebsfunk, Amateurfunk) bilden nach
Anhang 1 Ziffer 7 NISV eine eigene Anlagekategorie. Richtfunkantennen werden
grundsätzlich nicht als Bestandteil der Anlage betrachtet. Die Behörde legt bereits im
Bewilligungsverfahren fest, welche Sendeantennen in die Beurteilung einzubeziehen
sind. Die Liste dieser Sendeantennen, zusammen mit ihren technischen Daten, findet
sich im Standortdatenblatt, welches der Behörde im Bewilligungsverfahren einzurei-
chen ist.
15Bei der Abnahmemessung einer Anlage ist die Strahlung aller Sendeantennen zu er-
fassen, welche zu dieser Anlage gehören3. Die vorliegende Messempfehlung gilt für
den Teil der Strahlung, welcher von den GSM-Antennen stammt.
Der massgebende Betriebszustand (maximaler Gesprächs- und Datenverkehr bei ma-
ximaler Sendeleistung) wird eher selten vorliegen. Es ist auch nicht ohne weiteres
möglich, diesen Betriebszustand während der Zeit der Messung gezielt herzustellen. In
der Regel wird die Messung daher beim realen Betrieb der Anlage durchgeführt, und
das Messergebnis wird anschliessend auf den massgebenden Betriebszustand hoch-
gerechnet.
Falls für die Senderichtung der Antennen ein Winkelbereich bewilligt wurde, müssen
die Antennen während der Abnahmemessung so ausgerichtet werden, dass ihre
Hauptstrahlrichtung der kritischen Senderichtung entspricht.
Der Anlagegrenzwert muss nur an Orten mit empfindlicher Nutzung (OMEN) eingehal-
ten werden. Diese Orte sind in Artikel 3 Absatz 3 NISV abschliessend festgelegt. In
Zweifelsfällen entscheidet die Behörde im Bewilligungsverfahren, ob eine empfindliche
Nutzung vorliegt. In der Regel legt der Auftraggeber fest, an welchen Orten zu messen
ist.
Art. 3 Begriffe
........
3
Als Orte mit empfindlicher Nutzung gelten:
a. Räume in Gebäuden, in denen sich Personen regelmässig während längerer Zeit aufhalten;
b. öffentliche oder private, raumplanungsrechtlich festgesetzte Kinderspielplätze;
c. diejenigen Flächen von unüberbauten Grundstücken, auf denen Nutzungen nach den Buchsta-
ben a und b zugelassen sind.
Erfahrungsgemäss schwankt die Strahlung gerade in Innenräumen örtlich beträchtlich.
Für die NIS-Beurteilung soll der örtlich höchste Wert der NIS-Belastung, der an einem
gegebenen OMEN auftritt, zugrunde gelegt werden.
Messungen sind immer mit einer Unsicherheit verbunden, welche im Fall von Mobil-
funkstrahlung beträchtlich ist. Die wahre Belastung kann somit höher oder niedriger
sein, als der Messwert anzeigt. Der wahrscheinlichste Wert ist allerdings derjenige,
welcher am Messgerät abgelesen wird. Für die NIS-Beurteilung soll der abgelesene
Messwert zu Grunde gelegt werden, auf Zu- oder Abschläge der Messunsicherheit ist
zu verzichten. Flankierend wird in Abschnitt 4.8.4 die maximal zulässige Messunsi-
cherheit und damit eine Anforderung an die Qualität der Messeinrichtung festgelegt.
3
Von diesem Grundsatz kann abgewichen werden, wenn folgende Voraussetzungen kumulativ erfüllt
sind:
• Es handelt sich um die Änderung einer bestehenden Anlage.
• Die Änderung betrifft nur einzelne Antennen der Anlage.
• Es sind nach der Änderung die gleichen OMEN am stärksten exponiert wie vor der Änderung.
• Es liegt für die bestehende Anlage bereits eine vollständige Abnahmemessung an den höchstbelas-
teten OMEN vor.
Sind diese Voraussetzungen erfüllt, dann muss nur die Strahlung der geänderten Antennen neu ge-
messen werden. Für den unveränderten Teil der Anlage dürfen die Messresultate der früheren Abnah-
memessung verwendet und in den neuen Messbericht übernommen werden.
164 Grundsätzliches zur Messung
4.1 Betrieb der Anlage während der Messung
Wenn für die Senderichtungen ein Winkelbereich bewilligt wurde, dann müssen die
Sendeantennen während der Abnahmemessung so ausgerichtet werden, dass ihre
Hauptstrahlrichtung mit der kritischen Senderichtung übereinstimmt. Die kritische Sen-
derichtung ist im Standortdatenblatt für jede Sendeantenne festgehalten. Sie kann für
jeden Messort anders sein.4
Die Anlage muss während der Messung nicht notwendigerweise mit voller Sendeleis-
tung und Auslastung betrieben werden. Messwerte bei einem andern Betriebszustand
können anschliessend auf den massgebenden Betriebszustand hochgerechnet wer-
den (Abschnitt 4.2.2).
4.2 Messwert und Beurteilungswert
4.2.1 Messwert
Zu messen ist der Effektivwert der elektrischen Feldstärke aller GSM-Sendeantennen,
die zur Anlage gehören (Ausnahme siehe Kapitel 3, Fussnote 3). Durch geeignetes
Abtasten des Raumes wird sichergestellt, dass man die örtlich höchste Feldstärke er-
fasst.
Man erhält einen oder mehrere Messwerte, je nachdem, welches Messverfahren ver-
wendet wird (Kapitel 5 und 6).
4.2.2 Beurteilungswert
Die Messwerte werden anschliessend auf den massgebenden Betriebszustand hoch-
gerechnet und – sofern mehrere BCCH einzeln erfasst wurden – summiert. Als Ergeb-
nis resultiert der sog. Beurteilungswert EB. Der Beurteilungswert ist diejenige Intensi-
tät von GSM-Strahlung, die man – als örtliches Maximum – messen würde, wenn die
Anlage im massgebenden Betriebszustand, d.h. auf Volllast, betrieben würde.
Die Messunsicherheit wird bei der Berechnung des Beurteilungswertes nicht einbezo-
gen, d.h., man geht bei der Hochrechnung von den abgelesenen Messwerten aus.
Wenn die Sendeanlage nur GSM-Antennen beinhaltet, dann darf der ermittelte Beur-
teilungswert direkt mit dem Anlagegrenzwert der NISV verglichen werden. Der Anla-
gegrenzwert gilt als eingehalten, wenn der Beurteilungswert kleiner oder gleich dem
Anlagegrenzwert ist.
Sind andere Mobilfunkdienste auf der Anlage vorhanden (z.B. UMTS oder Tetrapol),
dann müssen auch deren Strahlungsbeiträge gemessen und mit dem GSM-Anteil zu
einem Beurteilungswert für die ganze Anlage summiert werden.
4
Bei Kontrollmessungen (siehe Kapitel 1) kann darauf verzichtet werden, die Antennen in die jeweils
kritische Richtung auszurichten. Bei Kontrollmessungen interessiert der tatsächliche Betriebszustand,
nicht der potenziell höchstbelastende.
174.3 Anforderungen an Messfirmen und Messpersonen Messungen nach dieser Empfehlungen sollen von fachkundigen Personen durchge- führt werden. Eine Akkreditierung des Messlabors für Messungen nach dieser Empfehlung ist von Vorteil, aber nicht Voraussetzung. Dem Auftraggeber und der Behörde ist es freige- stellt, auch Messungen von nicht akkreditierten Firmen zu akzeptieren, sofern diese die geforderte Qualität der Messausrüstung und der Messdurchführung gewährleisten. Im Falle einer Akkreditierung bestätigt die Schweiz. Akkreditierungsstelle, dass in einer Firma die benötigte Fachkompetenz und Qualitätssicherung vorhanden sind. Bei einer nicht akkreditierten Firma liegt dieser Nachweis nicht extern beglaubigt vor. Der Auf- traggeber muss sich in diesem Fall selber vergewissern, ob der Auftragnehmer über eine ausreichende Fachkompetenz und Qualitätssicherung verfügt. 4.4 Angaben des Auftraggebers und der Netzbetreiber Vom Auftraggeber der Messung müssen die folgenden Angaben vorhanden sein: • Standortdatenblatt mit Situationsplan. Im Standortdatenblatt sind alle Sendeanten- nen aufgeführt, welche zur Anlage gehören, inkl. den bewilligten technischen und betrieblichen Daten. • Vorgabe, in welchen Räumen und an welchen Messorten die Messung durchge- führt werden soll. • Adresse der Personen, die für den Zugang zu den Räumen zuständig sind. Die Netzbetreiber müssen folgende technischen Daten, die für den Zeitpunkt der Messung gültig sind, zur Verfügung stellen: • Aktuelle Zuteilung der BCCH- und TCH-Frequenzen zu den einzelnen Zellen • Kennzeichnung der Zellen mit Frequenzhüpfen und aktuelle Zuteilung der Fre- quenzen für den Betrieb mit Frequenzhüpfen • Aktuelle Aufteilung der Frequenzen auf die einzelnen Antennen und Polarisationen • Aktuelle Sendeleistungen auf den BCCH-Frequenzen • Aktuelle (maximale) Sendeleistungen auf den TCH-Frequenzen • Aktuelle Senderichtungen der einzelnen Antennen während der Messung. 4.5 Ort der Messung Es ist an Orten mit empfindlicher Nutzung (OMEN, siehe Kapitel 3) zu messen. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Innenräume. Falls die Fenster geöffnet wer- den können, ist bei offenen Fenstern zu messen. Der Verlauf der Feldstärke in Innenräumen kann sehr unterschiedlich sein und schwankt relativ kleinräumig infolge von Reflexionen und Stehwellen im Raum. Bei mehreren BCCH-Frequenzen überlagern sich die Stehwellen der verschiedenen Fre- quenzen im Raum zu einem komplizierten Bild. Zudem wird der Feldverlauf auch durch die Anwesenheit von Personen und Mobiliar im Raum verändert. Dabei wird zwar der Wert der Maxima wenig geändert, aber deren Position im Raum verschoben. 18
Mit der Messung soll grundsätzlich die höchste im Raum vorkommende Feldstärke
ermittelt werden. Zu diesem Zweck muss der Raum mit der Messsonde bzw. -antenne
abgetastet werden, wobei besondere Sorgfalt auf diejenigen Raumbereiche zu ver-
wenden ist, in denen das Maximum erkennbar ist. Bezüglich der Höhe kann man sich
in der Regel auf den Bereich bis zu 1.75 m über dem Fussboden beschränken. Nur in
besonderen Situationen, wenn ein Langzeitaufenthalt von Personen in grösserer Höhe
möglich ist, ist das Suchvolumen entsprechend auszuweiten.
Aus messtechnischen Gründen darf die Antenne nie näher als 0.5 m zu Wänden, Bo-
den, Decke und Mobiliar geführt werden.
Mit einer Skizze oder Foto soll dokumentiert werden, welcher Teil des Raumes bei der
Maximumsuche abgetastet wurde.
4.6 Zeitpunkt und Dauer der Messung
Der Zeitpunkt der Messung ist unkritisch. Einzige Voraussetzung ist, dass die BCCH
während der Messung aktiv sind und mit der vom Netzbetreiber angegebenen Leis-
tung betrieben werden. Bei breitbandigen Messungen wird der Beurteilungswert aller-
dings dann am ehesten die wahre GSM-Feldstärke wiedergeben, wenn während der
Messung nur die BCCH aktiv sind. Wenn während der Messung auch ein oder mehre-
re TCH aktiv sind, dann wird die GSM-Feldstärke bei der breitbandigen Messung eher
überschätzt.
Die Messdauer ist ebenfalls unkritisch. Es ist insbesondere nicht notwendig, eine
Mittelung während 6 Minuten durchzuführen.
4.7 Breitbandige und frequenzselektive Messung
Die breitbandige Messung (Kapitel 5) dient als orientierende Messung. Es wird mit
einer Breitbandsonde gemessen, welche die Strahlung in einem breiten Frequenzbe-
reich erfasst und keine Identifikation der einzelnen Strahlungsanteile erlaubt.
Wenn der Beurteilungswert, der sich aus einer breitbandigen Messung ergibt, den An-
lagegrenzwert nicht überschreitet, dann gilt der Anlagegrenzwert als eingehalten.
Wenn der Beurteilungswert hingegen höher ist als der Anlagegrenzwert, dann bedeu-
tet dies nicht zwingend, dass der Anlagegrenzwert tatsächlich überschritten ist. In die-
sem Fall muss eine frequenzselektive Messung durchgeführt werden. Mit einer breit-
bandigen Messung lässt sich somit grundsätzlich nur die Einhaltung des Anlage-
grenzwertes nachweisen, nicht aber dessen Überschreitung.
Mit einer frequenzselektiven Messung (Kapitel 6) wird gezielt nur die GSM-Strahlung
der zu messenden Anlage erfasst.
Wenn der Beurteilungswert, der sich aus einer frequenzselektiven Messung ergibt, den
Anlagegrenzwert nicht überschreitet, dann gilt der Anlagegrenzwert als eingehalten.
Andernfalls gilt der Anlagegrenzwert als überschritten. Sind andere Mobilfunkdienste
auf der Anlage vorhanden (z.B. UMTS oder Tetrapol), dann müssen deren Strah-
lungsbeiträge ebenfalls gemessen und mit dem GSM-Anteil zu einem Beurteilungswert
für die ganze Anlage summiert werden.
194.8 Messunsicherheit und Kalibration
4.8.1 Allgemeines zur Messunsicherheit
Jede Messung ist mit einer gewissen Unsicherheit behaftet. Dies hat zur Folge, dass
wiederholte Messungen derselben Situation durch verschiedene Messpersonen und
mit unterschiedlicher Messausrüstung voneinander abweichende Resultate ergeben.
Die gesamte Unsicherheit des Messresultates setzt sich aus zwei Beiträgen zusam-
men:
• einer instrumentellen Unsicherheit, bedingt durch Geräte- und Kalibrierungenauig-
keiten. Dieser Anteil der Unsicherheit wird im folgenden als „Unsicherheit der
Messeinrichtung“ bezeichnet.
• einer methodenbedingten Unsicherheit, im folgenden als „Unsicherheit der Probe-
nahme“ bezeichnet. Hier gehen beispielsweise individuell unterschiedliche Vorge-
hensweisen verschiedener Messpersonen zum Auffinden des örtlichen Maximums
ein. Nicht eingeschlossen wird hingegen die Variabilität, die sich bei Breitband-
messungen aus der zeitlich veränderlichen Auslastung der Anlage und dem Ein-
fluss von anlagefremden Funksignalen ergibt.
Statistisch unterscheidet man zwischen der Standardunsicherheit u und der erweiter-
ten Unsicherheit U.
• Die Standardmessunsicherheit entspricht der Standardabweichung der Verteilung
der Messgrösse.
• Die erweiterte Messunsicherheit definiert den Bereich, innerhalb dessen die Mess-
grösse mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit liegt (normalerweise wird eine
Wahrscheinlichkeit von 95% festgelegt).
Die Standardunsicherheit u des Messresultates wird aus der Unsicherheit der Mess-
einrichtung und der Unsicherheit der Probenahme wie folgt berechnet:
u = u m2 + u 2p
(1)
Es bedeuten:
u Standardunsicherheit des Messresultates
um Standardunsicherheit der Messeinrichtung
up Standardunsicherheit der Probenahme
Die erweiterte Messunsicherheit U beträgt:
U = 2⋅u (2)
4.8.2 Unsicherheit der Messeinrichtung
Im Idealfall ist die Messeinrichtung mit einem Signal kalibriert, welches bezüglich Fre-
quenz, Intensität, Polarisation und Modulation genau dem zu messenden Mobilfunk-
signal entspricht. Wenn auch noch die Temperatur während der Kalibration mit der
Temperatur bei der Messung übereinstimmt, dann ist die Messunsicherheit im Wesent-
lichen nur durch die Unsicherheit der Kalibration gegeben.
In der Praxis sind die zu messenden Situationen allerdings zu vielfältig und häufig
auch zu wenig klar definiert, als dass für jeden Einzelfall eine spezifische Kalibration
20der Messeinrichtung möglich wäre. Man muss sich bei der Kalibration deshalb auf eine
oder wenige ausgewählte Referenzbedingungen beschränken. Beispielsweise werden
Breitbandsonden oft nur bei einer einzigen Frequenz und einem bestimmten Pegel
kalibriert. Die Empfindlichkeit der Sonde bei anderen Frequenzen wird vom Hersteller
für den jeweiligen Sondentyp (nicht für jede Sonde individuell) in Form einer maxima-
len Abweichung relativ zum Kalibrierpunkt spezifiziert. Ähnliches gilt für den Intensi-
tätsbereich: Hier können Abweichungen vom idealen linearen Verhalten der Sonde
auftreten, welche der Hersteller ebenfalls als maximale Abweichung spezifiziert. Diese
und weitere nichtideale Eigenschaften der Messeinrichtung erhöhen die Messunsi-
cherheit des Messresultats.
Grundsätzlich ist anzustreben, solche Nichtidealitäten durch Kalibration und anschlies-
sende numerische Korrektur zu kompensieren. So kann bei einer frequenzselektiven
Messeinrichtung beispielsweise ein Korrekturfaktor bei verschiedenen Frequenzen
bestimmt werden. Jeder Messwert wird dann mit dem für die betreffende Frequenz
gültigen Korrekturfaktor numerisch korrigiert. Auch in diesem Fall verschwindet die
Unsicherheit nicht gänzlich, weil der Korrekturfaktor selbst noch mit einer Unsicherheit
behaftet ist und im allgemeinen zwischen zwei Kalibrierpunkten interpoliert werden
muss. Diese verbleibende Unsicherheit ist jedoch erheblich kleiner als wenn nur eine
Spezifikation für die maximale Abweichung über den gesamten Frequenzbereich zur
Verfügung steht. Bei Breitbandsonden ist die beschriebene Korrektur allerdings nur
dann möglich, wenn am Messort nur Strahlung eines einzigen Frequenzbandes vor-
liegt. Ist dies nicht gewährleistet, dann ist zusätzlich der Frequenzgang der Sonde in
die Berechnung der Messunsicherheit einzubeziehen.
Die Unsicherheit der Messeinrichtung ist aufgrund der Geräte- und Kalibrierspezifikati-
onen vom beauftragten Messlabor zu berechnen und im Messbericht anzugeben. Sie
kann je nach Frequenzband unterschiedlich hoch sein. In diesem Fall ist sie für jedes
Frequenzband, in dem die Messeinrichtung verwendet wird, separat zu ermitteln.
Bei der Berechnung der Unsicherheit der Messeinrichtung sind mindestens die folgen-
den Einflussfaktoren zu berücksichtigen:
Breitbandsonden
• Unsicherheit der Kalibration
• Linearitätsabweichung
• Frequenzgang
• Isotropieabweichung
• Modulationseinfluss
• Temperaturabhängigkeit
Bei Breitbandsonden muss darauf geachtet werden, dass der gemessene Wert im
spezifizierten Messbereich der Sonde (Pegel und Frequenz) liegt.
Frequenzselektive Messausrüstung
• Unsicherheit der Kalibration des Messgerätes
• Linearitätsabweichung des Messgerätes
• Frequenzgang des Messgerätes
• Modulationsabhängigkeit des Messgerätes
• Temperaturabhängigkeit des Messgerätes
• Unsicherheit der Antennenkalibration
• Unsicherheit der Kabelkalibration
• Fehlanpassungen
Beispiele für die Berechnung der Unsicherheit der Messeinrichtung sind in Anhang 1
zusammengestellt.
214.8.3 Unsicherheit der Probenahme
Die Unsicherheit der Probenahme kann durch das messende Labor nicht beliebig ver-
kleinert werden.
Aufgrund der bisherigen Erfahrung muss mit einer Standardunsicherheit der Probe-
nahme up von ±15 % gerechnet werden. Dieser Wert gilt bei sorgfältiger Durchführung
der Messung. Er ist bei der Berechnung der gesamten Messunsicherheit als fixer Bei-
trag einzusetzen.
Bei der Breitbandmessung vergrössern die variable Auslastung der Basisstation sowie
der Einfluss von Fremdsignalen die Streuung der Messresultate zusätzlich. Diese Ein-
flüsse haben immer eine Überschätzung der GSM-Feldstärke zur Folge, entziehen
sich jedoch weitgehend einer statistischen Behandlung. Sie werden deshalb in der
Unsicherheit der Probenahme nicht eingeschlossen.
4.8.4 Anforderung an die Messunsicherheit
Die gesamte erweiterte Messunsicherheit U soll den Wert von ±45 % nicht überschrei-
ten. Dies bedeutet, dass die Standardunsicherheit der Messeinrichtung in jedem Fre-
quenzband, in dem sie eingesetzt wird, nicht mehr als ±16.7 %, die erweiterte Unsi-
cherheit der Messeinrichtung nicht mehr als ±33.5 % betragen darf. Messungen sollen
nur akzeptiert werden, wenn diese Anforderung erfüllt ist.
In Tabelle 1 sind die zulässigen Unsicherheiten zusammengestellt. Für die Unsicher-
heit der Probenahme ist ein konstanter Wert zu verwenden; die Unsicherheit der
Messeinrichtung ist durch das Messlabor für seine Messausrüstung zu berechnen.
Standardunsicherheit Erweiterte Unsicherheit
Unsicherheit der Messeinrichtung Um ≤ ±16.7 % Um ≤ ±33.5 %
Unsicherheit der Probenahme Up = ±15 % Up = ±30 %
Gesamte Messunsicherheit u ≤ ±22.5 % U ≤ ±45 %
Tabelle 1: Anforderungen an die Messunsicherheit.
4.8.5 Kalibration
Die Messgeräte, Antennen und Kabel sollen im Abstand von 1 Jahr bei einer aner-
kannten Kalibrierstelle kalibriert werden.
Die Kalibrierzertifikate müssen vorliegen und dem Auftraggeber auf Wunsch vorgelegt
werden.
224.9 Messbericht
Der Messbericht soll so detailliert sein, dass alle Schritte der Messung und der Weiter-
verarbeitung der Messwerte nachvollzogen werden können. Er muss mindestens die
folgenden Angaben enthalten:
• Bezug auf das Standortdatenblatt
• Angaben des Auftraggebers
• Angaben der Netzbetreiber
• Angaben über Messzeit und beteiligte Personen
• Angaben zu den Messorten (Skizze, Fotos, Begründung)
• Angaben über den Raumbereich, in dem das Maximum gesucht wurde
• Angaben über die verwendeten Messgeräte und deren Messunsicherheit
• Angaben über die gesamte Messunsicherheit
• Messergebnisse und Beurteilungswerte (detailliert, mit Berechnung der Beurtei-
lungswerte)
• Weitere Randbedingungen wie Wetter, besondere, ev. temporäre bauliche Ver-
hältnisse u.a.
235 Breitbandige Messung
5.1 Messmethode
Mit einer isotropen Breitbandsonde wird die elektrische Feldstärke an einem Punkt im
Raum in einem relativ breiten Frequenzbereich integral gemessen. Das Ergebnis ist
die Summenfeldstärke am gegebenen Punkt, wobei alle Frequenzen im spezifizierten
Frequenzbereich der Sonde und alle Polarisationen automatisch aufsummiert werden.
Diese Methode ergibt zwar einen physikalisch sauber definierten Messwert an einem
Raumpunkt, erfasst aber nicht auf Anhieb den höchsten Feldstärkewert im Messvolu-
men.
Es muss daher das ganze Messvolumen mit der handgeführten Breitbandsonde abge-
tastet und dabei das Feldstärke-Maximum gesucht werden. Dabei muss sorgfältig dar-
auf geachtet werden, dass die zeitlichen Schwankungen der NIS-Belastung, welche
sich aus der variablen Auslastung der Sendeanlage und infolge von Fremdstrahlung
ergeben, während des Abtastens nicht fälschlicherweise als örtliche Schwankungen
interpretiert werden. Das Abtasten muss genügend langsam erfolgen, damit sich das
Messinstrument auf die Maximalwerte einschwingen kann und der Messwert nicht
durch die Bewegung im elektrostatischen Feld verfälscht wird.
Massgebend für die Berechnung des Beurteilungswertes ist der höchste im Messvo-
lumen gemessene Wert Emax.
5.2 Messeinrichtung
Als Messgeräte können isotrope Breitbandsonden verwendet werden, die für die zu
messenden Frequenzbänder spezifiziert sind und im erwarteten Pegelbereich die in
Abschnitt 4.8.4 festgelegte zulässige Messunsicherheit nicht überschreiten.
Gewisse Sonden sind nur in einem beschränkten Frequenzbereich (z.B. zwischen 900
und 1800 MHz) empfindlich. Damit ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Strahlung
von anlagefremden Funkdiensten mitgemessen wird. Trotzdem gelten auch solche
Sonden als Breitbandsonden, da sie keine frequenzselektive Messung und keine Iden-
tifikation einzelner GSM-Kanäle erlauben. Es gelten für solche Messsysteme die glei-
chen Bemerkungen und Einschränkungen wie für die traditionellen Breitbandsonden.
Auch mit solchen Messsystemen kann daher grundsätzlich nur die Einhaltung des An-
lagegrenzwertes, nicht jedoch dessen Überschreitung nachgewiesen werden. Wegen
ihrer eingeschränkten Empfindlichkeit für Fremdsignale liegt jedoch der aus einer sol-
chen Messung abgeleitete Beurteilungswert näher beim Beurteilungswert aus einer
frequenzselektiven Messung. Man wird daher beim Einsatz solcher Sonden tendenziell
häufiger auf eine frequenzselektive Messung verzichten können als bei der Verwen-
dung traditioneller Breitbandsonden.
255.3 Berechnung des Beurteilungswertes
Weil der aktuelle Betriebszustand der Anlage nicht bekannt ist, wird im Sinne einer
worst case-Betrachtung angenommen, dass während der Messung nur gerade die
BCCH aktiv sind, und dass keine Fremdquellen vorhanden sind. Für jede Zelle i, die
von der Anlage versorgt wird, wird ein Hochrechnungsfaktor Ki nach der folgenden
Formel berechnet:
Pi , bew
Ki = (3)
Pi
Dabei bedeuten:
Ki Hochrechnungsfaktor für die Zelle i
Pi Aktuelle Sendeleistung (ERP) des BCCH von Zelle i, in W
Pi, bew Bewilligte Sendeleistung (ERP) der Zelle i, in W
(BCCH und alle TCH der Zelle i)
Da grundsätzlich nicht bekannt ist, welcher BCCH am Messort dominiert, wird als
Hochrechnungsfaktor K für die Berechnung des Beurteilungswertes der grösste der
Faktoren Ki eingesetzt. Typische Werte des Hochrechnungsfaktors K liegen zwischen
1.4 und 2.5.
Die aktuellen Sendeleistungen Pi sind den Angaben der Netzbetreiber zu entnehmen,
die bewilligten Sendeleistungen Pi, bew finden sich im Standortdatenblatt.
Der Beurteilungswert EB wird nach der folgenden Formel berechnet:
E B = E max ⋅ K (4)
Dabei bedeuten:
EB Beurteilungswert, in V/m
Emax Maximale im Messvolumen gemessene elektrische Feldstärke, in V/m
K Hochrechnungsfaktor für die Berechnung des Beurteilungswertes
Beispiele für die Berechnung des Beurteilungswerts finden sich in Anhang 2.
266 Frequenzselektive Messung
6.1 Messmethode
Mit einer Messantenne und einem Spektrumanalysator oder einem Messempfänger
wird selektiv die elektrische Feldstärke der einzelnen BCCH-Frequenzen gemessen.
Innerhalb des Messvolumens muss für die beteiligten BCCH-Frequenzen das Feld-
stärke-Maximum gesucht werden, und zwar in Bezug auf:
• Stehwellen im Raum
• Polarisation der Messantenne
• Ausrichtung der Messantenne
Da für frequenzselektive Messungen keine geeigneten isotropen Antennen existieren,
muss mit einer nichtisotropen Antenne in Bezug auf die drei erwähnten Parameter das
Maximum gesucht werden.
Das ganze Messvolumen wird mit einer handgeführten Messantenne abgetastet, wo-
bei gleichzeitig die Vorzugsrichtung und die Polarisationsrichtung der Messantenne
variiert werden. Bei dieser Absuche des Volumens soll die Antenne immer einen mini-
malen Abstand von 50 cm zu Wänden, Boden, Decke und Mobiliar einhalten. Während
des ganzen Suchvorgangs wird das Spektrum mit der Maximum Hold-Funktion des
Messgerätes kontinuierlich erfasst.
Zum Auffinden des örtlichen Maximums sind zwei Vorgehensweisen möglich:
Variante 1:
Der Messwert wird auf dem Messgerät während der Messung laufend beobachtet (z.B.
durch gleichzeitige Anzeige des momentan gemessenen Werts und des Maximum
Hold-Werts). Der Ort im Raum, die Richtung und die Polarisation der Antenne werden
solange verändert, bis das Feldstärke-Maximum gefunden und registriert ist. Die räum-
liche Suche wird bei dieser Variante in der Regel für jede beteiligte BCCH-Frequenz
separat durchgeführt.
Variante 2:
Der Raum wird systematisch mit unterschiedlichen Polarisationen und Antennenrich-
tungen langsam abgetastet, ohne dass das Spektrum während des Abtastens be-
obachtet wird. Benachbarte BCCH-Frequenzen können in einem Durchgang simultan
erfasst werden. Das Messgerät registriert während der Abtastung mit Hilfe der Maxi-
mum Hold-Funktion die höchsten vorkommenden Werte.
Erfahrungsgemäss ergeben die beiden Vorgehensweisen bei sorgfältiger Durchfüh-
rung die gleichen Resultate. Bei beiden Varianten muss die Bewegung der Antenne,
bezogen auf die Messgeschwindigkeit des Messgerätes, langsam genug erfolgen.
Für den BCCH jeder Zelle i wird der höchste gemessene Wert Ei, max abgelesen und in
die Auswerteformel (6) eingesetzt.
276.2 Messeinrichtung 6.2.1 Antennen Die verwendete Antenne soll genügend kleine Abmessungen (weniger als 40 cm in Querrichtung zur Empfangsrichtung) haben, so dass eine Anwendung in Innenräumen gut möglich ist. Die Antenne muss individuell kalibriert sein. Folgende Antennentypen sind geeignet: • Kleine Log Per Antennen (normalerweise mit einem Frequenzbereich ab ca. 500 MHz). Log Per Antennen haben den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer Richtwir- kung weniger empfindlich auf die Messperson hinter der Antenne reagieren. Aller- dings muss gerade wegen ihrer Richtwirkung besonders gut darauf geachtet wer- den, dass die Antenne überall im Messvolumen in jede Richtung und Polarisation orientiert wird. • Kleine bikonische Antennen (normalerweise mit einem Frequenzbereich ab ca. 500 MHz) • Abgestimmte Dipolantennen Bikonische und abgestimmte Dipolantennen haben in radialer Ebene keine Richtwir- kung. Dadurch sind sie empfindlicher auf den Einfluss von Personen in ihrer Nähe. Die Antenne muss deshalb mit einem nichtmetallischen Halter in genügendem Abstand von der messenden Person entfernt gehalten werden. 6.2.2 Spektrumanalysator / Messempfänger Für die frequenzselektive Messung kann ein Spektrumanalysator oder ein Messemp- fänger mit Maximum Hold-Funktion verwendet werden. Die Geräte müssen für Effek- tivwertmessung kalibriert sein, und ihre Messunsicherheit muss bekannt sein. Moderne Spektrumanalysatoren und Messempfänger verfügen über verschiedene Signaldetektoren, welche bei GSM-Signalen leicht unterschiedliche Ergebnisse liefern. Da der Anlagegrenzwert gemäss Anhang 1 Ziffer 64 NISV für den Effektivwert der elektrischen Feldstärke festgelegt ist, gilt als Referenzverfahren die Messung mit ei- nem „true RMS“-Detektor. Die Messbandbreite soll 200 kHz – entsprechend der Band- breite des BCCH – betragen. Messungen mit einem Peak-Detektor und/oder mit einer anderen Bandbreite sind als gleichwertig zu betrachten, sofern das Gerät mit einem Signal kalibriert ist, das bezüglich Modulation einem BCCH-Träger entspricht. Messge- räte ohne true RMS-Detektor und ohne die GSM-spezifische Kalibration ergeben ten- denziell zu hohe Werte. Solche Messsysteme dürfen zwar verwendet werden; es lässt sich damit im Grenzfall jedoch nur die Einhaltung des Anlagegrenzwertes, nicht jedoch dessen Überschreitung nachweisen. Eine numerische Korrektur soll nicht vorgenom- men werden. Hinweis: Der Kanalabstand bei GSM beträgt 200 kHz. Normalerweise ist die Zuteilung der Frequenzen so gewählt, dass die benachbarten Kanäle frei bleiben. Im Einzelfall kann dies durch Beobachtung mit dem frequenzselektiven Messgerät kontrolliert wer- den. Eine Messung ist daher normalerweise mit einer Bandbreite von 200 kHz oder 300 kHz möglich. Messbandbreiten unter 200 kHz sind zu vermeiden, weil sonst die tatsächliche Feldstärke unterschätzt wird. 28
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